[发明专利]具有低水平未反应支化剂的可发性聚酯组合物

说明书

发明领域

本发明涉及具有增大的熔体粘度和熔体强度、包含低水平未反应单体支化剂的可发性聚酯组合物的制备方法。

发明背景

许多聚合物材料都可以发泡得到低密度制品，例如薄膜、杯子、食品托盘、装饰带和家具部件。例如将含有低沸点碳氢化合物例如戊烷的聚苯乙烯珠粒制成用于热饮料例如咖啡、茶、热巧克力等的轻质泡沫杯。聚丙烯可以在例如氮气或二氧化碳气体之类的发泡剂存在下挤塑得到装饰薄膜和包装用带。聚丙烯也可以在发泡剂存在下注塑形成轻质家具例如轻质座椅和桌腿。

聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯通常具有比其它聚合物高得多的密度(例如为大约1.3g/cc)。因此，最好将聚酯材料发泡以降低其重量，用来制造模塑件、薄膜、片材、食品托盘等。这样的发泡物品也具有比未发泡部件更好的绝缘性能。然而，难以将这样的聚酯材料发泡，因为一般的聚对苯二甲酸乙二醇酯和相关的聚酯聚合物的熔体粘度低并且熔体强度低。聚酯的低熔体粘度和低熔体强度一个问题，因为聚合物熔体在模塑或挤塑操作中不能够充分地保持膨胀气体气泡。因此，最好提供能够用常规发泡体系发泡的聚酯聚合物。

提供具有可接受的熔体粘度的聚酯的一种方法包括用单体支化剂例如多官能羧酸、酸酐或多元醇处理预制的聚酯，得到支化聚酯。这样的组合物被公开在美国专利3,553,157，4,132,707，4,145,466，4,999,388，5,000,991，5,110,844，5,128,383，5,134,028和5,288,746中。所用的支化剂包括三和四元羧酸和酸酐，例如1，3，5-苯三酸、1，2，4，5-苯四酸和1，2，4，5-苯四酸二酐(PMDA)或多元醇例如三羟甲基丙烷和季戊四醇。

美国专利5,288,764公开了一种制备发泡聚酯的方法，包括制成含有两种不同聚酯树脂与至少一种含有支化剂的聚酯树脂的熔融混合物，向熔融混合物中加入发泡剂，将所得混合物挤塑，得到泡沫塑料。为了促进支化剂与聚酯之间的反应，美国专利5,288,764提出了加入有机或无机第I，II或III族金属化合物。此外，美国专利5,288,764提出了当用聚烯烃单体聚酯作为支化剂的载体树脂时，得到质量差的泡沫塑料。

美国专利5,000,991公开了制备聚酯泡沫塑料的方法，它包括将聚酯树脂和支化剂熔化，将熔融态树脂与发泡剂混合，将混合物挤塑。为了促进支化剂与聚酯之间的反应，美国专利5,000,991提出了加入周期表第I，II或III族金属的无机或有机化合物。此外，美国专利5,000,991提出了除了用聚烯烃单体聚酯作为支化剂载体树脂之外的情况。

上述生产聚酯泡沫塑料的专利的缺点是游离的未反应单体支化剂例如1，2，4，5-苯四酸二酐(PMDA)对于大多数食品包装领域来说不可接受地高。

发明概要

本发明的方法用来制备低水平未反应单体支化剂的可发性支化聚酯组合物。可发性支化聚酯组合物在挤塑时显示出增加的熔体粘度和熔体强度，其制备方法包括将下述物质熔融共混：(A)主要由下述物质组成的组合物：

(1)50-99％(重量)具有选自乙烯、丙烯、丁烯及其组合的重复单元的聚烯烃，条件是乙烯聚合物在190℃下的熔体指数为0-100(按照ASTM D1238-56T测定)，丙烯和丁烯聚合物在230℃下的熔体流动速率为0-100(按照ASTMD1238-56T测定)；和

(2)1-50％(重量)分子量为50-5000的单体支化剂，它选自具有至少两个羧基的羧酸和具有至少一个酸酐基团的酸酐及其组合，条件是在组合物(A)中不包含第I、II或III族金属的反应性化合物；(B)至少一种粉末状成核剂；和(C)比浓对数粘度为0.4-1.1dL/g的聚酯，它包括重复单元

(a)选自具有8-14个碳原子的芳族二元羧酸、具有4-12个碳原子的饱和脂族二元羧酸和具有8-12个碳原子的环脂族二元羧酸及其组合的二元羧酸；和

(b)选自具有6-20个碳原子的环脂族二醇、具有3-20个碳原子的脂族二醇及其组合的二醇，

其中，基于(A)、(B)和(C)的总重量计，可发性支化聚酯组合物包含0.1-20％(重量)的(A)、0.01-10％(重量)的(B)、80-99.9％(重量)的(C)。

或者，可以加入主要由下述物质组成的组合物形式的成核剂(B′)：

(3)50-99％(重量)具有选自乙烯、丙烯、丁烯及其组合的重复单元的聚烯烃，条件是乙烯聚合物在190℃下的熔体指数为0-100，丙烯和丁烯聚合物在230℃下的熔体流动速率为0-100；和